(57)【要約】【課題】タンクとプレートを接合して形成されたヘッダタンクにおいて、タンクとプレートの接合面を変形させることなく、チューブ挿入穴にチューブ挿入用のガイドを形成した熱交換器用ヘッダタンクを提供する。【解決手段】本発明の熱交換器用ヘッダタンク２は、タンク２１とプレート２２を接合して形成されており、プレート２２にタンク２１の外側へ突出したエンボス部３２を形成し、このエンボス部３２にチューブ挿入穴２５を開け、このチューブ挿入穴２５にチューブ４を挿入するときのガイドとなる傾斜部３３を形成することを特徴とする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク（２１）とプレート（２２）とを接合して形成された熱交換器用ヘッダタンク（２）であって、
前記プレート（２２）のチューブ挿入位置に、前記ヘッダタンク（２）の外側へ突出したエンボス部（３２）を設け、さらに、このエンボス部（３２）にチューブ挿入時のガイドとなる傾斜部（３３）を備えたチューブ挿入穴（２５）を設けたことを特徴とする熱交換器用ヘッダタンク。
【請求項２】
タンク（２１）とプレート（２２）を接合して形成される熱交換器用ヘッダタンク（２）の製造方法であって、
前記プレート（２２）のチューブ挿入位置に前記ヘッダタンク（２）の外側へ突出したエンボス部（３２）を形成する工程と、
前記エンボス部（３２）にチューブ挿入穴（２５）を開ける工程と、
前記チューブ挿入穴（２５）にチューブ（４）を挿入するときのガイドとなる傾斜部（３３）を形成する工程と、
を含むことを特徴とする熱交換器用ヘッダタンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置やラジエータなどに使用される熱交換器のヘッダタンク及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に用いられる一般的な熱交換器は、図５に示すように、扁平のチューブ１０１とフィン１０２とを交互に配置した熱交換器コア１０３と、この熱交換器コア１０３の内部に冷却媒体を流通させるヘッダタンク１０４とを備えている。このうち入口ヘッダタンク１０４ａは、外部から供給された冷却媒体を熱交換器コア１０３の各チューブへ流入させ、出口ヘッダタンク１０４ｂはチューブ１０１を通過して来た冷却媒体を合流させて外部に排出している。
【０００３】
このような構造の熱交換器では、図６に示すように、ヘッダタンク１０４にチューブ挿入穴１０５を設け、このチューブ挿入穴１０５にチューブ１０１の端部を挿入し、ロウ付けすることによって密閉している。
【０００４】
また、チューブ挿入穴１０５の開口方法としては、プレスバーリング加工が用いられている。このプレスバーリング加工による開口方法を図７に基づいて説明する。図７（ａ）に示すように、プレスバーリング加工ではヘッダタンク１０４の内側にダイス１０６をセットした状態で、ヘッダタンク１０４の外側からパンチ１０７を打ち込むことによってチューブ挿入穴１０５を開口していた。
【０００５】
また、図７（ｂ）に示すように、ダイス１０６の開口部ｄの幅を大きくすると、チューブ挿入穴１０５の開口部が斜めに傾斜するので、チューブ１０１を挿入する際の案内ガイドとして利用することができる（特許文献１参照）。
【０００６】
さらに、別の方法としてはチューブを挿入するための開口部に、斜めに傾斜したテーパ部を設けてチューブの挿入と接続を容易にする方法もある（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−２３５９９７号公報
【特許文献２】特開平３−２３８１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、二酸化炭素を冷却媒体とする熱交換器では、要求される耐圧強度が従来の冷媒を使用した熱交換器と比べておよそ３倍（常用圧力は１０倍）になるため、ヘッダタンクの耐圧強度を確保するために、タンク部分の断面形状を略円形状の多穴構造とし、内圧を受ける断面積を小さくすることで高耐圧仕様に対応するようにしている。
【０００８】
このような熱交換器では、図８に示すように、ヘッダタンク１０４の内部にタンク１１０とプレート１１１との接合面１１２があるので、従来のようにプレスバーリング加工によってチューブ挿入穴を形成すると、開口部周辺にできた傾斜部やテーパ部が接合面に干渉して十分に接合できなくなってしまう。その結果、耐圧強度の仕様を満たすことができないので、プレスバーリング加工を採用することはできなかった。
【０００９】
また、図８に示すように、ピアス加工によってチューブ挿入穴を開けた場合、接合面への干渉はなくすことができるものの、チューブ１０１を挿入する際の案内ガイドを形成することができないので、熱交換器コアの組付け工程においてチューブ１０１の挿入不良が発生するという問題点があった。
【００１０】
本発明の目的は、タンクとプレートを接合して形成されるヘッダタンクであって、タンクとプレートの接合面を変形させることなく、チューブ挿入用のガイドが形成された熱交換器用ヘッダタンク及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するために、請求項１に記載の熱交換器用ヘッダタンクでは、タンクとプレートを接合して形成された熱交換器用ヘッダタンクであって、前記プレートのチューブ挿入位置に前記ヘッダタンクの外側へ突出したエンボス部を設け、さらに、このエンボス部にチューブ挿入時のガイドとなる傾斜部を備えたチューブ挿入穴を設けたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に記載の熱交換器用ヘッダタンクの製造方法では、タンクとプレートを接合して形成される熱交換器用ヘッダタンクの製造方法であって、前記プレートのチューブ挿入位置に前記ヘッダタンクの外側へ突出したエンボス部を形成する工程と、前記エンボス部にチューブ挿入穴を開ける工程と、前記チューブ挿入穴にチューブを挿入するときのガイドとなる傾斜部を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の熱交換器用ヘッダタンクによれば、プレートのチューブ挿入位置にヘッダタンクの外側へ突出したエンボス部を設け、このエンボス部にチューブ挿入時にガイドとなる傾斜部を備えたチューブ挿入穴を設けたので、タンクとプレートの接合面を変形させることなくチューブ挿入用のガイドを形成することができる。これによってチューブの挿入性を向上させることができるとともに、タンクとプレートを確実に接合することができる。
【００１４】
請求項２の熱交換器用ヘッダタンクの製造方法によれば、プレートのチューブ挿入位置にヘッダタンクの外側へ突出したエンボス部を形成する工程と、エンボス部にチューブ挿入穴を開ける工程と、チューブ挿入穴にチューブを挿入するときのガイドとなる傾斜部を形成する工程とを含んでいるので、タンクとプレートの接合面を変形させることなくチューブ挿入用のガイドを形成することができる。これによってチューブの挿入性が高く、タンクとプレートが確実に接合された熱交換器用ヘッダタンクを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る熱交換器用ヘッダタンク（以下、ヘッダタンク）を備えた熱交換器の構成を示す斜視図である。熱交換器１は、ヘッダタンク２と、熱交換器コア３とから構成されている。この熱交換器コア３は、冷却媒体が流通する複数本の扁平のチューブ４と、隣接するチューブ４との間に配置されたフィン５によって構成され、各チューブ４はヘッダタンク２の長手方向へ互いに等しい間隔で並列に配置されており、ヘッダタンク２から冷媒が流入するように連通している。また、ヘッダタンク２の端部には、冷却媒体を供給するための図示しない供給部材や遮蔽部材が接合されている。
【００１６】
このように構成された熱交換器１において、ヘッダタンク２に供給された冷却媒体は、ヘッダタンク２からチューブ４に分配されて、下部に配置された同一構成の図示しないヘッダタンクから外部に取り出される。この間、熱交換器コア３の各チューブ４及びフィン５の間を、空気などが流通することによって熱交換器コア３の各チューブ４を流れる冷却媒体との間で熱交換が行われる。
【００１７】
次に、ヘッダタンク２の構造について説明する。図１に示すように、ヘッダタンク２は、ヘッダタンク２の上面となるタンク２１とヘッダタンク２の底面となるプレート２２を接合して形成されており、タンク２１は中央部分が断面略Ｕ字形に形成され、この内部に冷媒流路２３が形成されている。また、冷媒流路２３の両側には冷却媒体をチューブ４へ供給するための複数のビード部２４が、チューブ４の配置間隔と等しい間隔で形成されている。一方、プレート２２には、チューブ４を接続するための複数のチューブ挿入穴２５が等間隔で形成されている。タンク２１の冷媒流路２３とプレート２２のチューブ挿入穴２５との間は、タンク２１に形成されたビード部２４によって連通された空間となっている。
【００１８】
次に、ヘッダタンク２の断面構造を図２に基づいて説明する。図２は、ヘッダタンク２の部分断面図であり、（ａ）は図１のＡ−Ａ’線断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ’線断面図をそれぞれ示している。本実施形態のヘッダタンク２において、チューブ４が接続される部分と、それ以外の部分とでは内部構造が異なっている。すなわち、チューブ４が接続されていない部分では、図２（ａ）に示すように、ヘッダタンク２の長手方向に貫通する冷媒流路２３のみが形成されている。一方、チューブ４が接続されている部分では、図２（ｂ）に示すように、冷媒流路２３及びビード部２４が形成されており、冷媒流路２３とチューブ挿入穴２５との間はビード部２４によって連通している。
【００１９】
上記構成において、ヘッダタンク２の一方の端部から供給される冷却媒体は、タンク２１の長手方向に沿って形成された冷媒流路２３内を流通する。そして、チューブ４が接続されている部分では、冷媒の一部が冷媒流路２３からビード部２４へ分流してチューブ挿入穴２５へ流れ込み、このチューブ挿入穴２５に接続されたチューブ４へ流入する。チューブ４へ流入した冷却媒体は図示しない下部のヘッダタンク内で合流して、外部に取り出されることになる。
【００２０】
本実施形態のヘッダタンク２によれば、ヘッダタンク２の耐圧強度を確保するために冷媒流路２３の断面形状を略円形状とし、ヘッダタンク径（断面略Ｕ字形部分の幅）をチューブ４の幅よりも大幅に小さくしているが、チューブ４へ確実に冷却媒体を流入させることができる。これにより、ヘッダタンク２の耐圧強度を高めることが可能になると同時に、ヘッダタンク２の小型化・軽量化を達成することができる。
【００２１】
また、タンク２１の両側に形成されたビード部２４が、タンク２１の内側から外側に膨出した形状であるため、タンク２１の厚み方向における強度を高めることができる。
【００２２】
次に、図３に基づいてヘッダタンク２の長手方向の断面構造を説明する。図３は、ヘッダタンク２の部分断面図であり、図１のＣ−Ｃ’線断面図を示している。
【００２３】
図３に示すように、本実施形態のヘッダタンク２は、タンク２１とプレート２２の２分割構造となっており、冷媒流路２３に連通した複数のビード部２４が形成されている。そして、ビード部２４の間は接合面３１となっており、タンク２１とプレート２２が接合されている。
【００２４】
一方、プレート２２のチューブ挿入位置には、ヘッダタンク２の外側へ突出したエンボス部３２が設けられている。そして、このエンボス部３２にはチューブ４の挿入時にガイドとなる傾斜部３３を備えたチューブ挿入穴２５が形成されている。
【００２５】
ここで、エンボス部３２はチューブ４を挿入する側が凸形状となるようにエンボス加工を施すことによって形成され、チューブ４を配置するピッチとエンボス部３２を形成するピッチは同一になっている。また、エンボス部３２の幅はビード部２４の幅と同一か、それ以下となるように形成されている。
【００２６】
さらに、エンボス部３２にはピアス加工によってチューブ挿入穴２５が形成され、その開口部にはチューブ４の挿入時にガイドとなる傾斜部３３が形成されている。この傾斜部３３はチューブ挿入穴２５の外側からポンチを打ち込むことにより加工することができる。
【００２７】
ここで、チューブ挿入穴２５の開口部に傾斜部３３を形成すると、プレート２２の内側に向かって変形部３３ａが形成されてしまう。製品仕様上において、タンク２１とプレート２２との接合面３１を確実に接合することが求められるが、本実施形態のヘッダタンク２ではチューブ挿入穴２５に傾斜部３３を形成した際に変形部３３ａが形成されても、エンボス部３２の凹みによって変形部３３ａの出っ張りを吸収することができるので、接合面３１を変形させることがなくタンク２１とプレート２２を確実に接合することができる。
【００２８】
このように本実施形態のヘッダタンク２では、プレート２２にヘッダタンク２の外側へ突出したエンボス部３２を設け、このエンボス部３２にチューブ４の挿入時にガイドとなる傾斜部３３を備えたチューブ挿入穴２５を形成したので、タンク２１とプレート２２の接合面３１を変形させることなくチューブ挿入用のガイドを形成することができる。これによってチューブ４の挿入性を向上させることができるとともに、タンク２１とプレート２２を確実に接合することができる。
【００２９】
次に、本実施形態に係わるヘッダタンクの製造方法を図４に基づいて説明する。まず、図４（ａ）に示すように、プレート２２にチューブピッチと同一のエンボスピッチでエンボス部３２を形成する。このときエンボス幅は、ビード部２４の幅と同一かそれ以下となるように形成する（図３参照）。
【００３０】
次に、図４（ｂ）に示すように、形成されたエンボス部３２に対してチューブ挿入穴２５をピアス加工によって開口し、このチューブ挿入穴２５の外側からポンチを打ち込み、図４（ｃ）に示すように、チューブ挿入穴２５の開口部にチューブ４の挿入時に案内ガイドとなる傾斜部３３を加工する。
【００３１】
こうしてプレート２２への加工が完了したら接合面３１でタンク２１とプレート２２を接合することにより、図４（ｄ）に示すようなヘッダタンク２を完成することができる。
【００３２】
このように、本実施形態に係わるヘッダタンク２の製造方法では、プレート２２にヘッダタンク２の外側へ突出したエンボス部３２を形成する工程と、エンボス部３２にチューブ挿入穴２５を開ける工程と、チューブ挿入穴２５にチューブを挿入するときのガイドとなる傾斜部３３を形成する工程とを含んでいるので、タンク２１とプレート２２の接合面を変形させることなくチューブ挿入用のガイドを形成することができる。これによってチューブ４の挿入性が高く、タンク２１とプレート２２が確実に接合されたヘッダタンク２を製造することができる。
【００３３】
以上、本発明の熱交換器用ヘッダタンクについて、図示した実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【００３４】
例えば、本実施形態ではヘッダタンクの構造を図２に示すように、タンク２１の中央部分を断面略Ｕ字形に成形して単一の冷媒流路２３を形成した例を示したが、タンク２１に断面略Ｕ字形を２つ以上併設して冷媒流路を複数としたヘッダタンクにおいても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の最良の実施形態に係る熱交換器用ヘッダタンクの構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の最良の実施形態に係る熱交換器用ヘッダタンクの構造を示す断面図であり、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ’線の断面図、図２（ｂ）は図１のＢ−Ｂ’線の断面図である。
【図３】本発明の最良の実施形態に係る熱交換器用ヘッダタンクの構造を示す断面図であり、図１のＣ−Ｃ’線の断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は本発明の最良の実施形態に係る熱交換器用ヘッダタンクの製造方法を説明するための図である。
【図５】従来の熱交換器の構造を示す斜視図である。
【図６】従来の熱交換器におけるチューブ挿入部の形状を説明するための図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は従来の熱交換器用ヘッダタンクにおけるチューブ挿入穴の開口方法を説明するための図である。
【図８】従来の熱交換器用ヘッダタンクの構造を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  熱交換器
２、１０４  ヘッダタンク
３  熱交換器コア
４、１０１  チューブ
５、１０２  フィン
２１、１１０  タンク
２２、１１１  プレート
２３  冷媒流路
２４  ビード部
２５、１０５  チューブ挿入穴
３１、１１２  接合面
３２  エンボス部
３３  傾斜部
１０３  熱交換器コア
１０４ａ  入口ヘッダタンク
１０４ｂ  出口ヘッダタンク
１０６  ダイス
１０７  パンチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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